可水合水泥的总重小于20重量％。
[0025] 根据某些实施方式，制品可以是道路、桥梁或跑道的表面、或者其它公路、路边、人 行道、预制块、装甲或装甲板；建筑、道路、桥联或其它结构的基础；建筑的柱梁以及其它建 筑元件；建筑的各部分，包括墙体、地面和天花板；可喷射的表面覆盖物或者其它可喷射应 用。
[0026] 根据其它实施方式，可水合水泥中波特兰水泥的含量基于所述可水合水泥的总重 小于20重量％，更优选小于15重量％。
[0027] 根据其它实施方式，可水合水泥中波特兰水泥的含量基于所述可水合水泥的总重 小于10重量％，小于5重量％以及小于2重量％。
[0028] 根据另一实施方式，可水合水泥基本上不含波特兰水泥。
[0029] 根据另一实施方式，可水合水泥中以氧化物形式表示的钙含量基于所述可水合水 泥的总重为20wt%或更高。
[0030] 根据另一实施方式，可水合水泥中氧化钙与氧化硅的摩尔比介于约1. 2 : 1至约 1. 4 : 1之间。
[0031] 根据其它实施方式，可水合水泥中碱金属活化剂在所述可水合水泥中的含量相对 于活化剂的总重小于30重量％，更优选小于25重量％。
[0032] 根据其它实施方式，可水合水泥中碱金属活化剂在所述可水合水泥中的含量相对 于活化剂的总重小于20重量％，小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％以及小于2 重量％。
[0033] 根据其它实施方式，可水合水泥中碱金属碳酸盐在所述可水合水泥中的含量相对 于活化剂的总重小于30重量％，更优选小于25重量％。
[0034] 根据其它实施方式，可水合水泥中碱金属碳酸盐在所述可水合水泥中的含量相对 于活化剂的总重小于20重量％，小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％以及小于2 重量％。
[0035] 根据其它实施方式，可水合水泥中柠檬酸在所述可水合水泥中的含量相对于活化 剂的总重小于30重量％，更优选小于25重量％。
[0036] 根据其它实施方式，可水合水泥中柠檬酸在所述可水合水泥中的含量相对于活化 剂的总重小于20重量％，小于15重量％，小于10重量％，小于5重量％以及小于2重量％。
[0037] 根据其它实施方式，火山灰粉末选自由C级飞灰、F级飞灰、N级火山灰及其组合组 成的组。
[0038] 根据另一实施方式，火山灰粉末基本上由C级飞灰和F级飞灰组成，其中C级飞灰 的含量相对于可水合水泥的总重为50-80重量％，F级飞灰的含量相对于可水合水泥的总 重为10-30重量％。
[0039] 根据另一实施方式，可水合水泥可以包含富钙材料添加剂，优选包含工业副产物， 所述工业副产物选自水泥窑粉尘、石灰窑粉尘、炉渣、洗涤灰及其组合组成的组。
[0040] 根据另一实施方式，火山灰粉末基本上由C级飞灰组成。
[0041] 根据另一实施方式，可水合水泥中C级飞灰的含量相对于可水合水泥的总重为 50-95 重量％。
[0042] 根据另一实施方式，火山灰粉末基本上由F级飞灰组成，其中所述可水合水泥进 一步包含富妈材料添加剂。
[0043] 根据另一实施方式，可水合水泥中F级飞灰的含量相对于可水合水泥的总重为 0. 5至50重量％。
[0044] 根据另一实施方式，火山灰粉末基本上由N级火山灰组成，其中所述可水合水泥 进一步包含富妈材料添加剂。
[0045] 根据另一实施方式，可水合水泥中N级火山灰的含量相对于可水合水泥的总重为 0. 5至50重量％。
[0046] 根据另一实施方式，阻滞剂包括硼酸盐化合物，优选地其含量相对于可水合水泥 的总重为0. 1-3. 0重量％。
[0047] 根据另一实施方式，可水合水泥包含硫酸盐或有机化合物。
[0048] 根据另一实施方式，可水合水泥包含柠檬酸钾或柠檬酸钠，优选地其含量相对于 可水合水泥的总重为〇. 1至15重量％。
[0049] 根据另一实施方式，可水合水泥包括添加剂，所述添加剂选自由硅灰、铝酸钙、氧 化镁、石灰、一种或多种来自硼酸盐家族（例如硼酸或硼砂）的阻滞剂、有机阻滞剂（诸如 葡糖庚糖酸钠）、反应性粘土（诸如偏高岭土）、硅灰石、引气剂（AEA)、乳胶、纤维、减水剂及 其组合组成的组。
【附图说明】
[0050] 图1是CaO-Al2O3-SiO2体系中结晶相的三相图。
[0051] 图2是体系CaO-SiO2的相图。
[0052] 图3是有序结构、低有序结构（poorly ordered structure)和无序结构的二维 图。
【具体实施方式】
[0053] 本发明以前，通常认为为了提供大多数水泥应用所需要的强度和硬度需要进行高 温烧结（在波特兰水泥的情况下）或强酸-碱化学反应（在现有技术的火山灰水泥的情况 下）。与这种流行的看法相反，本发明人发现通过使用PH中性活化剂（特别是柠檬酸盐） 制成的水泥产品与波特兰水泥或者根据传统的酸碱活化剂化学反应制备的火山灰水泥相 比具有出人意料出众的性质。
[0054] 本发明描述了一种水泥状组合物，其中，火山灰粉末的粘结性质被精细地控制并 且不需采用传统的酸碱化学反应。替代的是，一种或多种PH中性活化剂（例如诸如柠檬酸 钾的柠檬酸盐）被用作反应活化剂。PH中性活化剂的其它实例包括苹果酸、丙二酸、乙醇 酸和这些酸的盐以及硝酸钙和其它硝酸盐。pH中性活化剂在飞灰的存在下溶解或解离，并 且在添加水时允许其与飞灰的水合反应以均匀、良好受控的方式进行。硼化合物或其它常 规的阻滞剂可以用在组合物以减慢或调节水合反应。这种可控反应的方法允许作业时间在 10分钟至2小时或更长的范围内。
[0055] 本发明的实施方式还包含火山灰材料的组合，例如C级飞灰和F级飞灰二者。C级 飞灰的反应可以产生相当可观的热量，当施用该产品时这些热量可以导致初期收缩。这种 收缩还导致与基材出现裂纹和分层。F级飞灰含有很少或不含CaO,其与柠檬酸钾活化剂反 应缓慢。或者，反应混合物中包含一些F级飞灰来调节反应，通过将坚固的、尺寸均匀的玻 璃球均匀地分布在整个混合物中来形成固体产物。
[0056] 如本所述，使用这种可控的pH中性反应化学可以使得形成的结晶相与通过波特 兰水泥或通过基于C级飞灰的水泥（其依赖于柠檬酸和金属氢氧化物活化剂之间的酸碱反 应）获得的结晶相相比更稳定。
[0057] ￡^.5-2.c·晶体结构
[0058] 波特兰水泥和其它灰基水泥都是以氧化妈-氧化铝-氧化娃体系的结晶相为基 础。这个体系的结晶相表示在图1的三相图中。
[0059] 在这个相图中，波特兰水泥通常具有C3S或C2S晶体结构。依赖于柠檬酸和金属氢 氧化物活化剂之间的酸碱反应的C级飞灰基水泥通常具有C 2_2.5S晶体结构。
[0060] 数学分析表明，本文所述实施方式具有C3S1I2结构，这被认为使组合物具有独一 无二的性质。该相落在图1的阴影区中，其表示与被称为娃妈石（rankinite)的矿石结构 最接近的晶体结构，当水合时该结构转化成被称为柱硅钙石和CaO · SiO2 · 0. 35H20的矿石 结构。该相在图2的两相图中也被示为C3S2，并且出现在50-60% SiO2之间。
[0061] 对如下三个体系：波特兰水泥、酸碱灰水泥和本文所述的中性反应化学水泥进行 比较，图3中所示的晶体序列表明了被认为表征本发明水泥的C 3S^2结构如何形成三个不 同体系中最稳定的晶体结构。图3是有序结构、低有序结构和无序结构的二维图。具有本 文所述C3S15_2结构的材料由图3(a)表示；根据标准酸碱反应制备的C级飞灰水泥的晶体 结构由图3(b)表示；波特兰水泥的晶体结构由图3(c)表示。通过实现CS摩尔比的理想平 衡，可以获得高强度的无定型结构。
[0062] 为了获得这些优选的结构，水泥材料在与水的反应时优选包含氧化钙与氧化硅的 摩尔比（C : S)为约I : 1至约1. 8 : 1 (通常为约I. I : 1至约1. 5 : 1)的水合物。作 为特定的实施例，C : S摩尔比可以为约1.2 : 1，1.3 : 1或1.4 : 1。为了获得理想的 C : S摩尔比，可以对含钙工业副产物（例如C级飞灰）与低钙或硅土工业副产物（例如F 级飞灰）的相对量进行选择。
[0063] 原料
[0064] 根据本发明的水泥可以包含如下所述原料，以全体水泥组合物（不包括砂、石和 其它填料）的重量百分率表示的量计。术语"水泥"在本文中通常被用于指粘合剂组合物。 术语"水泥状组合物"在本文中通常被用于指水泥（或粘合剂）和填料（例如砂、石等等） 的组合。水泥状复合物通常包含约5至约60%的水泥。
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